Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мониторинг и охрана городской среды. Учебное пособие
.pdf
41
Количество опасных для здоровья горожан дней из-за возможного
загрязнения атмосферы от трех промышленных зон PI, P2 и РЗ в городе в
сумме составляет 329 дней в году.
Учитывая годовую розу ветров, представленную на рис. 6, можно
оценить, какой из жилых районов города подвержен наибольшему
воздействию загрязнителей от промышленных зон.
В жилых районах G1 (Северный жилой массив) и G3 (Западный
жилой массив) возможное загрязнение атмосферы от трех промышленных
зон для каждого составляет соответственно 106 и 254 дня в год. Самым
чистым является жилой район G4 (Центральный район, расположенный на
мысу). Там вероятное загрязнение от трех промышленных зон составляет
91 день в год. Разделение жилых территорий по степени загрязнённости
совпадает с уровнем онкологической заболеваемости в городе для
различных районов проживания.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое смог? При каких атмосферных условиях он образуется?
2. Ветры какого направления преобладают в Таганроге? Восточный
ветер означает, что он дует на восток или с востока?
3. Что такое «приземные инверсии», и почему они способствуют
скоплению примесей в воздухе?
4. Какими документами в настоящее время регламентируется
качество атмосферного
воздуха в городах?
5. Расшифруйте аббревиатуры: ПДК, ПДВ, ЗВ.
6. Расшифруйте аббревиатуры: ФЗ, ГОСТ, СНиП, ОНД, РД.
7. Дайте определение: «загрязнение», «источник загрязнения»,
объект загрязнения», «загрязнитель». Назовите главные загрязнители
воздуха в городах.
42
8. Чем опасны как загрязнители пыль, бенз(а)пирен, формальдегид,
сероуглерод, оксиды азота, оксиды серы?
9. Каковы, на ваш взгляд, главные источники загрязнения городского
воздуха?
10. Во многих документах говорится о «стационарных» и
«нестационарных» источниках выбросов. Определите эти понятия.
Каковы, по-вашему, причины такой классификации?
11. Какие пути уменьшения загрязнения
воздушной среды городов
существуют? Как их можно классифицировать?
12. Назовите главные источники загрязнения воздушного бассейна
Таганрога.
2.2. Городские почвы
Почва – основа городской экологической системы, в которой
происходит взаимодействие воздушных и водных компонентов среды.
Полноценная почва имеет оптимальные для условий ее функционирования
водный и воздушный режимы, запас питательных веществ, в ней живет
большое количество почвенных животных (дождевые черви, моллюски,
паукообразные, насекомые): от 3 до 120 экземпляров на 1 м
2
. Эти
животные роют ходы, по которым поступают в почву вода и воздух,
способствующие разложению растительных остатков и выветриванию
минералов, что делает питательные вещества (N, P, K) доступными для
растений. В полноценных почвах отсутствует превышение содержания
пестицидов, тяжелых металлов (ТМ), не содержится нефтепродуктов и
других загрязнителей.
По основным химическим показателям почвы города значительно
отличаются
от природных аналогов. Фактически почвы – самая
измененная часть природного комплекса города. Длительное время, в
течение всей истории, почвенный покров городов подвергается
43
биогенному, механическому, химическому воздействию. Испытывая
антропогенную нагрузку, почва изменяется сама (хотя и обладает
огромной буферной емкостью) и воздействует, прямо и косвенно, на все
компоненты природно-антропогенного комплекса. Почва испытывает не
только антропогенную нагрузку, но и воздействие экологических и
климатических факторов. К числу климатических факторов относятся
воздействия температуры и влажности воздуха, ветра
, осадков,
солнечной радиации, облачности и др. Экологические факторы влияют на
протекание процессов почвообразования, развития и жизнедеятельности
почвенных организмов, обмена энергией и массой, а следовательно, прямо
и косвенно, на ее экологическое состояние.
Сущность экологической оценки состояния почвы состоит в
комплексной оценке биолого-почвенных, геоморфологических,
геохимических, геофизических и др. факторов и параметров
ее состояния.
На значительной части территории города почвы «запечатаны», т.е.
перекрыты асфальтом, фундаментами строений, дорогами; верхние слои
почвы перегреваются, преобладает непромывной водный режим.
Нарушается веками, создававшийся почвенный профиль, гибнут
микрофлора и почвенные животные, ухудшается водо- и
воздухопроницаемость, в почве остается большое количество
строительного мусора (до 50 %).
Существенно меняется в городских
условиях и кислотность почв. В
химическом составе выбросов большинства предприятий города
преобладает твердое вещество, дающее щелочную или нейтральную
реакцию. Наибольшее воздействие от загрязнителей испытывают почвы в
промышленных зонах.
Оценка экологического состояния почвы, в отличие от подобной
оценки состояния воздушной и водной сред, представляет собой более
сложную задачу, потому что, во-
первых, почва –многофазная открытая
система, химические взаимодействия в которой происходят с участием
44
твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений,
живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные
процессы (перенос влаги, испарение и т.д.).
Во-вторых, опасные загрязняющие почвы химические элементы-
токсиканты (ртуть, кадмий, мышьяк, селен и др.) являются природными
составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из
естественных и антропогенных
источников, а задачи мониторинга обычно
требуют оценки влияния лишь антропогенной составляющей. Диапазон
встречающихся значений природных содержаний химических веществ в
почвах настолько широк, что нередко бывает очень сложно установить
степень превышения в них исходного (фонового) уровня содержания
химических веществ. Наконец, поступление в почву различных
химических веществ антропогенного происхождения происходит
практически постоянно.
Почва – динамическая и изменяющаяся со временем система.
Некоторые ее свойства могут изменяться относительно быстро (в течение
минут и часов), в то время как многие другие практически не изменяются
на протяжении сотен лет (табл. 5).
Таблица 5
Изменение важнейших свойств почвы во времени
Свойства, изменяющиеся
за минуты и часы
Свойства, изменяющиеся
за месяцы и годы
Свойства,
изменяющиеся за сотни и
тысячи лет
Температура
Содержание влаги
Состав и количество
воздуха в почвенных
полостях и порах
рН (кислотность)
Цвет (окраска)
Структура и сложение
Содержание органического
вещества (гумуса)
Плотность
Плодородие
Состав и обили
е
микроорганизмов
Виды минералов
Размеры частиц
(гранулометрический
состав)
Строение почвенных
горизонтов
45
Все отмеченные физические, химические и биологические
особенности почв являются важнейшими показателями их экологического
состояния.
2.2.1. Загрязнение почв
От сохранения и поддержания природных экологических свойств
городских почв во многом зависит состояние здоровья городского
населения. Наиболее актуальна проблема загрязнения почв тяжелыми
металлами (ТМ). Все городские почвы в той или иной степени загрязнены
ТМ
, даже почвы парков и лесопарков.
Локальное загрязнение почв в России началось еще в средневековье, и
наиболее значительным оно было в крупных городах. В частности, в
почвах Москвы, относящихся к ХV веку, около Воскресенского моста и
Иверских ворот было обнаружено повышенное содержание мышьяка, что
объяснялось существовавшими здесь кожевенными или меховыми
промыслами,
в которых минералы мышьяка использовались в качестве
депиляторов. К ХIII–XIX вв. его содержание в почвах возросло до 74 мг/кг,
при кларке (среднем содержании) в земной коре около 2 мг/кг. Возможно,
что это возрастание содержания мышьяка связано с использованием или
изготовлением мышьяксодержащих красителей. Помимо мышьяка, в
почвах территории древней Москвы накоплено свинца
до 1321 мг/кг, при
кларковом содержании в земной коре 13 мг/кг. Содержание меди при
кларке 65 мг/кг и при обычном ее содержании в почвах Подмосковья 3–20
мг/кг достигает 106 мг/кг. Повышенные содержания меди также могли
быть связаны с использованием медного купороса для изготовления красок
или противоплесневого раствора.
В настоящее время
источниками поступления ТМ в почвы являются
выбросы промпредприятий, объектов теплоэнергетики, использующих
газообразное, жидкое и твердое топливо, а также сточные воды, транспорт,
бытовые отходы. Одним из основных источников загрязнения признан
46
автотранспорт. Специалисты насчитывают в выхлопных газах 40
химических веществ, большинство которых токсично. Для
характеристики содержания ТМ в почве определены величины ПДК
(предельно допустимые концентрации) и ОДК (ориентировочно
допустимые концентрации). Эти величины диагностируют
удовлетворительную экологическую ситуацию. Но, исходя из того, что эти
показатели определялись для выращивания сельскохозяйственной
продукции, они не являются определяющими
для городской
растительности. Для городских почв целесообразно использовать
показатель "экологически допустимое содержание" (ЭДС), при котором не
происходит изменений в экологически безопасном функционировании
всех почвенных систем в городской среде.
Однако не только соли тяжелых металлов составляют загрязнения
почвенного покрова городов. Свою лепту вносят бытовой мусор, твердые и
жидкие промышленные выбросы и отходы
, в совокупности
обусловливающие формирование в почве патогенных организмов.
Загрязненная городская почва (особенно органическим субстратом,
экскрементами животных) представляет благоприятную среду для
сохранения яиц гельминтов и личинок насекомых, которые могут
передавать кишечные инфекции, гельминтоз, паразитарные заболевания.
2.2.2. Мониторинг состояния почвенного покрова города
Для оценки уровня загрязнения и решения проблемы деградации
почвенного покрова принят ряд нормативных и распорядительных
документов, определивших необходимость проведения исследований почв
и грунтов. Оценка уровня загрязнения почв и грунтов проводится по
следующим показателям: санитарно-токсикологическим, санитарно-
бактериологическим и санитарно-паразитологическим в соответствии с
требованиями СанПиН 2.1.7.1287-03 "
Санитарно-эпидемиологические
требования к качеству почвы".
47
Уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и мышьяком
оценивается в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.3.06-86 "Охрана
природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на
них химических загрязняющих веществ", ГН 2.1.7.020-94
"Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и
мышьяка в почвах" и Перечнем предельно допустимых концентраций
(ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК
) химических
веществ в почве, утвержденным заместителем главного государственного
санитарного врача СССР 19 ноября 1991 г. № 6229-91. (Более полный
перечень нормативных документов, регламентирующих качество почв
города, приведен в прил. 3.)
Выделяются следующие категории химического и биологического
загрязнения почв и грунтов: чистая, допустимая, умеренно опасная,
опасная и чрезвычайно опасная.
На основании присвоенной почве категории разрабатываются
рекомендации по использованию и (или) перемещению (захоронению)
почв и грунтов для участков обследованной территории в зависимости от
вида их функционального назначения и использования.
Вопросы для самоконтроля
1. Почему почву называют основой экосистемы, в том числе и
городской?
2. Какую почву можно назвать полноценной, какими качествами она
должна обладать?
3. Раскройте смысл слов «почва несет высокую антропогенную
нагрузку».
4. Что вы понимаете под буферной емкостью почвы?
48
5. Как с экологической точки зрения оценить состояние городской
почвы? Что именно, по-вашему, важно оценить? Классифицируйте
факторы и параметры данной вами оценки.
6. Как влияет «запечатанность» (что это такое?) почвы на ее
экологическое состояние?
7. Почему считается, что дать экологическую оценку почвы сложнее,
чем оценку воздушной и водной среды?
8.
Перечислите компоненты почвенной системы.
9. Что такое «фоновый уровень» содержания химических веществ в
почве? Это синоним понятия «кларк»?
10. Назовите доминирующие загрязнители городских почв.
11. Почему для городских почв считается более целесообразным
показатель ЭДС (что это такое?), чем ПДК И ОДК (что это такое?)?
12. Какими документами регламентируется уровень загрязнения
почв? На какие почвы в основном ориентированы эти документы?
13. Какие категории загрязнения выделяют для почв? Для чего это
делают?
2.3. Геоэкологические проблемы городов
Геоэкологические проблемы городов весьма разнообразны и
определяются, с одной стороны, природной обстановкой и с другой –
планировочными решениями и их реализацией в застройке и эксплуатации
городских территорий. Правомерно говорить о некоторых общих
тенденциях изменения геоэкологической обстановки природной
территории по мере ее трансформации кварталами городской застройки и
частными воздействиями, свойственными только тем или
иным
природным условиям застройки, тому или иному городу.
В качестве наиболее общих тенденций изменения геоэкологических
условий можно рассмотреть следующие композиции.
49
Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и
глубокими подземными водами. Наиболее обычным его следствием
является повышение уровня грунтовых вод, вызываемое двумя
однонаправленными процессами: заменой естественного почвенного
покрова застроенными и заасфальтированными территориями, что
практически исключает из водного баланса испарение с поверхности
почвы, и протечкой водопроводных и канализационных систем,
круглогодично обеспечивающих возможность восполнения ресурсов
грунтовых
вод. Эти обстоятельства, в сочетании с планировкой
территории, полной или частичной ликвидацией естественных дрен,
приводят к подъему зеркала грунтовых вод, подтапливанию оснований и
фундаментов зданий и сооружений, снижению несущей способности
грунтов основания и, как следствие, деформации, а в критических
ситуациях – разрушению зданий и сооружений.
В случаях, когда на территории города производится
промышленная
эксплуатация глубоких горизонтов подземных вод и возникает адекватная
депрессионная воронка, при условии постоянного восполнения грунтового
водоносного горизонта, усиливается инфильтрация грунтовых вод
в
глубокие горизонты. Этот процесс активизации вертикального движения
подземных вод сопровождается развитием процессов суффозии
(выноса
тонкоземистого материала) или карста
(растворения и выщелачивания
карбонатного материала известняков с образованием карстовых полостей).
Нечто подобное наблюдается, в частности, на северо-западе Москвы, где
обнаружены новые горизонты карстования в карбонатных породах
карбона, а карстовые полости распространились местами к самой
застроенной поверхности города.
Изменение теплового баланса
. Вызвано совокупностью многих
причин, включая изменение альбедо (отражающей способности)
подстилающей поверхности, представленной на преобладающей площади
асфальтовыми покрытиями и кровлями зданий, степень ее освещенности и
50
затененности в условиях многоэтажной застройки, сброс тепла ГРЭС,
ЦЭС, транспорта, зданий, канализационных стоков и горячей воды при
протечках в системах теплоснабжения. И, как следствие, – изменение
температурного режима подземного пространства в основании города из-
за изменения теплового баланса поверхности и непосредственного влияния
зданий, сооружений и городских коммуникаций. В частности,
геотермическая аномалия порядка +15° С сформировалась в основании
Москвы, а повышенная температура подземных вод в пределах этой
аномалии способствует еще большей активизации глубинных карстовых
процессов, усугубляет и без того сложное
положение с эксплуатацией
зданий и сооружений.
Изменение геодинамической ситуации.
Вызвано дополнительной, и
притом неравномерной, нагрузкой поверхности за счет привнесенных масс
материалов строительных конструкций, в пределах территории города.
Этот фактор дополнительной нагрузки может сопровождаться также
одновременной откачкой подземных вод, в случае их использовании для
питьевых или технических целей. Как следствие, на фоне общего
опускания поверхности городов (под действием изостатических сил
и
изъятия подземных вод из порового пространства горных пород основания
города), активизируются местные, очаговые оползневые и
солифлюкционные
1
процессы, способные в условиях городской застройки
привести к деформации зданий и коммуникаций.
2.3.1.Геохимия городских ландшафтов
На распределение и накопление загрязнений на территории города
большое влияние оказывают геохимические особенности источников
загрязнения, этажность и возраст городской застройки, условия
вовлечения элементов и их соединений в биологический круговорот,
1
Солифлюкция - медленное передвижение почв и рыхлых грунтов под влиянием попеременного
протаивания, промерзания и силы тяжести.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]